Hoofdstuk 2 Paragraaf 3

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 3

Geluidsgolven

Hoofdstuk 2, paragraaf 3

De leerdoelen

1. Ik kan in eigen woorden uitleggen wat een geluidsgolf is.

2. Ik kan het verband tussen golfsnelheid, frequentie en golflengte uitleggen

3. Ik kan rekenen met de formule tussen golfsnelheid, frequentie en golflengte 

4. Ik kan in eigen woorden uitleggen wat een ultrasoon geluid is

Maar eerst herhalen!

Oefenvragen

paragraaf 1 en 2

Vraag 1: Hoelang doet geluid (v = 343 m/s) erover om van de ene kant van het voetbalveld naar de andere kant te komen. Een voetbalveld is 0,1 km lang.

Een geluid gaat in 12 ms (milliseconde) door een voorwerp van 0,6 meter dikte. Bereken de geluidsnelheid door deze stof?

Bereken de trillingstijd van een frequentie van 50 MHz

De grondtoon (...λ)van een gitaar heeft een frequentie van 120 Hz. De tweede boventoon heeft een golflengte van 1,5λ. Bereken de frequentie van de tweede boventoon

Wat zijn geluidsgolven?

De golven die een muziekinstallatie of je stembanden maken heten geluidsgolven. 

Bij een luidspreken beweegt de conus heen en weer in het ritme van de muziek. Doordat de conus naar voren beweegt wordt de lucht voor de conus samengedrukt.

Wanneer de conus naar achteren beweegt wordt de lucht een beetje verdunt.

De stembanden doen hetzelfde als de conus van een luidspreker.

Geluidssnelheid van lucht

De verdikkingen van lucht planten zicht voort met een snelheid van 343 m/s. De lucht verplaatst zich dus 343 meter per secondes. De lucht op 343 meter wordt dus weer een klein beetje samengedrukt. 

De verdunningen van het geluid verspreid zich ook met de geluidssnelheid.

Geluidsgolven

1. Verdunningen --> Dal

2. Verdikkingen --> Top

De lucht beweegt heen en weer, wanneer de geluidsgolf de lucht passeert

Geluidsgolven vergelijken met een veer

Door een slappe veer heen en weer te bewegen, ontstaat er een golfbeweging. Deze golfbeweging bestaat uit verdikkingen en verdunningen i.p.v. toppen en dalen

Naar je toe --> verdunning

Van je af --> verdikking

Golffrequentie

Aantal trillingen per seconde

Trillingstijd Geluid

Aantal keer dat de lucht heen en weer gaat per seconde

of 

Aantal verdikkingen dat per seconde langs komt

Golflengte

Afstand (in m) tussen twee verdikkingen van lucht.

Geluidssnelheid (v) is afhankelijk van de temperatuur van lucht

Wat is ongeveer de geluidssnelheid bij een temperatuur van 40 graden celsius?

De golfformule

Golfsnelheid = frequentie x golflengte

v = f x λ

v= golfsnelheid in m/s

f =  frequentie in Hz

λ = golflengte in m

Deze formule geld voor alle soorten golven

Als je weet dat de golfsnelheid 10 m/s is, en de golflengte is 10 cm, wat is dan de frequentie?

Een gitaarsnaar brengt een toon voort van 440 Hz. De golfsnelheid is 563 m/s. Wat is de golflengte? En hoe lang is de gitaarsnaar, als je weet dat dit de grondtoon is?

Huiswerk

Hoofdstuk 2

Paragraaf 3

 Opdracht 23 t/m 31

Ultrasoon geluid

Een ultrasoon geluid is een geluid met een frequentie boven de 20 kHz = 20 000  Hz

Sommige dieren kunnen dit horen. Wij als mensen kunnen dit niet meer horen.

Welke dieren kunnen een ultrasoon geluid horen?

Toepassingen met een ultrasoon geluid

Reinigen van juwelen, lenzen en medische instrumenten:

1. Door een trillingsgenerator worden ultrasone trillingen opgewekt

2. Deze trillingen bewegingen zich als ultrasone golven door de vloeistof.

3. De golven botsen tegen het vuil en zorgen zo voor de reinigende werking

Het maken van echo's van ongeboren baby's:

1. Bij de echo dringt het ultrasone geluid door in de zachter weefsels

2. Deze golven worden gereflecteerd door harde weefsels zoals botweefsel

Voordelen van een ultrasoon geluid

1. Geen gebruik van röntgen- of radioactieve straling

2. Goedkoper dan CT- en MRI-scans

3. 

Dieren die ultrasone geluiden produceren

1. Dolfijn

2. Vleermuizen --> Navigeren door het geluid in het donker om zo hun prooi te vangen. De echo van hun ultrasone geluid gebruiken ze om hun prooi te vangen

Huiswerk

Hoofdstuk 2

Paragraaf 3

 Opdracht 23 t/m 36